小麦磷转运蛋白基因的分子特征和生物学功能研究.pdf

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1、分类号：S51211单位代码：!QQ8鱼学号：—200—8286小麦磷转运蛋白基因的分子特征和生物学功能研究MoleculeCharacterizationandCorrespondingBiologicalFunctionsofPhosphateTransporterGenesinWheat(TriticumaestivumL．)学位申请人：张立军指导教师：肖凯教授学科专业：作物栽培学与耕作学学位类别：农学硕士授予单位：河北农业大学答辩日期：二。一一年五月厂独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了

2、文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑皇垦盔些盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：拆立军签字日期：乃『『年／月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑主垦壅些盘堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑兰垦盔些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学

3、位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：系立军导师签名：商沁lV签字日期：护f／年‘月1日签字日期：历ff年f月尹日学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：摘要磷转运蛋白是介导植株对磷素吸收和转运的主体，在调控植株磷素吸收和利用效率中具有重要作用。本项研究针对迄今有关小麦磷转运蛋白基因研究和报道较少的现状，利用现代生物信息学技术和分子生物学技术，对11个小麦磷转运蛋白基因的分子特征和表达特性进行较全面的研究。主要研究结果如下：1、通过在国际生物信息学网站进行小麦磷转运蛋白基因的查找，获得11个尚未进行系统研究的小麦磷

4、转运蛋白基因，作者依次命名为TaPTl，TaPT2，TaPT3，TaPT4，TaPT5，TaPT6，TaPTT,TaPT8，TaPT9，TaPTIO和TaPTll。2、TaPTl～TaPTII的开放阅读框在660bp(TaPTlj)至1707bp(TaPT3)之间，编码氨基酸数量在219．aa(TaPTll)至568．aa(TaPT3)之间；通过跨膜域分析，小麦磷转运蛋白基因的跨膜域数目在3．15个之间。系统进化分析表明，供试11个小麦磷转运蛋白基因可能具有不同的祖先。3、以磷高效小麦品种石新828为材料，对11个供试小麦磷转运蛋白基因TaPTl～TaPT

5、ll的表达特性进行研究，结果表明：TaPTl、TaP心、TaPT8和TaPTIO表达水平一致，对外界磷浓度的变化不产生应答；TaPT2、TaPT3、TaPT5、TaPT6、TaPT7、TaPT9和TaPTll受磷素胁迫诱导，其中TaPT2、TaPT3、TaPT6和TaPT7呈上调表达，TaPT5、TaPT9和死P盯j呈下调表达。上述7个小麦磷转运蛋白基因可能以不同的机制，参与了小麦植株对磷素逆境信号的转导、响应或抵御过程。4、以中国春为材料，对11个小麦磷转运蛋白基因在正常供磷和低磷胁迫下表达的昼夜节律分析表明，正常供磷下TaPT3和TaPT5及低磷胁迫下

6、TaPTll在根叶中呈组成型表达；此外，呈组成型表达的还包括正常供磷下根系TaPT2和TaPT6、叶片劢P矽、低磷胁迫下根系TaPT2、TaPT5、TaPT6和叶片而脚、TaPT7、TaPT9。低磷胁迫下，根系TaPTl在光照下的表达量高于黑暗下的表达量，根系TaPT4在光照下的表达量低于黑暗下的表达量。正常生长下根系TaPT5、叶片TaPT3和TaPT7以及低磷胁迫下根系和叶片TaPT5、叶片TaPT3和TaPT7具有高水平表达。由此，TaPT3，TaPT5和TaPT7在磷素的吸收和转运方面可能发挥着更重要的作用。5、利用DNA重组技术和遗传转化技术，建

7、立了异源表达上述基因的烟草转基因系。结果表明：超表达TaPTl、TaPT3和TaPT4的烟草植株，在低磷胁迫条件下植株吸收磷素的能力增强，表现为低磷胁迫后植株在单叶鲜、干重和磷累积量较对照植株明显增加。此外，在低磷胁迫下，转基因植株较对照植株具有较高的光合色素含量及可溶性蛋白含量。研究表明，转基因植株低磷处理后植株体内磷素吸收数量增多，使植株体内磷素胁迫逆境得到相对缓解，对于改善植株的生理功能，进而改善植株的生长发育状况具有重要作用。6、初步建立了农杆菌浸染小麦茎尖转化体系，获得了将小麦磷转运蛋白基因TaPTl和TaPT4正义整合至中国春基因组内的转基因植

8、株，为揭示上述基因的生物学功能奠定了基础。关键词：小麦(Triti